Электрическая стимуляция мозга может улучшить память, но не всегда работает

  • 29-12-2020
  • комментариев

Является ли электрический импульс, воздействующий на мозг, вашим любимым усилителем памяти? Pixabay

Когда я впервые услышал, что электрические токи, проходящие через ваш мозг, могут ускорить обучение, я подумал, что это шутка.

Но доказательств растет. Согласно небольшому количеству исследований, транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS), пример стимуляции мозга, является истинным ускорителем когнитивных функций: благодаря непосредственному взаимодействию с электрическим полем мозга некоторые исследования показали, что tDCS повышает творческие способности, поддерживает пространственные и физические способности. изучение математики и даже языковых навыков - иногда через несколько недель после первоначального обучения.

Для тех, кто хочет дать толчок своему собственному мозгу, это хорошая новость. Появились различные сообщества, которые делятся советами и рекомендациями о том, как проверить эту технику на себе, часто используя самодельные стимуляторы, работающие от 9-вольтовых батарей.

Не только ученые и энтузиасты мозга интересуются . Военные также стремились поддержать проекты, связанные со стимуляцией мозга, в надежде, что однажды эту технологию можно будет использовать для помощи солдатам, страдающим от потери памяти в результате боевых действий.

Но вот загвоздка: конечные результаты есть в лучшем случае непоследовательны. В то время как некоторые люди неофициально клянутся положительным эффектом, другие сообщают только о неприятном ожоге кожи головы от электродов.

В метаанализе, охватывающем более 20 исследований, команда из Австралии не обнаружила значительного воздействия tDCS на объем памяти. Аналогичные различия возникают и в отношении других методов стимуляции мозга. Дело не в том, что стимуляция мозга ничего не делает - просто кажется, что она не делает что-то одинаково среди разнообразных групп населения. Так что же дает?

Похоже, время решает все.

У всех нас бывают хорошие дни, когда ваш мозг чувствует себя острым, и плохие дни, когда «мозговой туман» никогда не рассеивается. Это заставило ученых задуматься: поскольку электрическая стимуляция напрямую регулирует активность нейронных сетей мозга, что, если она дает им импульс, когда они не работают, но, наоборот, нарушает их активность, когда они уже работают на пике?

В новом исследовании, опубликованном в «Current Biology», исследователи проверили эту идею с помощью самого прямого типа стимуляции мозга - электродов, имплантированных в мозг. По сравнению с tDCS, который пропускает ток через электроды на коже черепа, имплантированные позволяют с гораздо большей точностью контролировать, на какую область мозга нацелить и когда.

Синие точки указывают на общее размещение электродов в новом исследовании Университета Пенсильвания; желтая точка (верхний правый угол) - это электрод, используемый для стимуляции мозга испытуемого с целью улучшения памяти. Joel Stein и Youssef Ezzyat

Команда сотрудничала с ценным ресурсом: пациентами с эпилепсией, которым уже имплантированы электроды в их гиппокамп и прилегающие области. Эти области мозга имеют решающее значение для воспоминаний о последовательностях, пространствах и жизненных событиях. Электроды служат двойной цели: они регистрируют активность мозга и передают электрические импульсы.

Исследователи наблюдали за общей мозговой активностью 102 пациентов с эпилепсией, когда они запоминали 25 списков из дюжины несвязанных слов и пытались вспомнить их. позже.

Для каждого слова исследователи использовали соответствующий паттерн активности мозга, чтобы обучить программное обеспечение, называемое классификатором. Таким образом, для каждого пациента классификатор в конечном итоге узнал, какие типы мозговой активности предшествовали успешному запоминанию слова, а какие предсказывали неудачное запоминание. Используя этот метод, ученый объективно классифицировал «затуманенное» состояние мозга как образец активности мозга, предшествовавший неспособности запомнить слово, в то время как образец активности, распространенный до успешного припоминания, характерен для того, чтобы быть на высоте.

Затем, у четверти пациентов, у которых классификатор оказался выше случайного, исследователи отключили мозг, запоминая и вспоминая новый список слов. В качестве контроля они также измеряли производительность памяти без какой-либо стимуляции, и пациентов спрашивали, могут ли они определить, когда электроды включены (а они не могли).

Вот что они обнаружили: когда наступил разряд до низкого, затуманенного состояния мозга пациенты набирали примерно на 12–13 процентов больше, чем обычно, при выполнении задания на вспоминание. Но если они уже были в состоянии высокой производительности, происходило прямо противоположное. Затем электрический импульс ухудшил производительность на 15–20 процентов и нарушил кодирующую активность мозга, то есть создание воспоминаний.

Это исследование заметно отличается от предыдущих. Вместо того, чтобы без разбора воздействовать на мозг, исследователи показали, что состояние мозга во время кодирования памяти определяет, помогает ли стимуляция мозга или нет.nders. Это бесценная информация для будущих исследований, которые попытаются выявить влияние стимуляции мозга на память.

Следующая большая задача - включить эти результаты в испытания стимуляции мозга, предпочтительно с использованием неинвазивных технологий. Открытие того, что активность мозга может предсказывать воспоминания, является многообещающим и основано на предыдущих исследованиях, связывающих состояния мозга с успешным обучением. Эти исследования могут быть использованы для разработки «умных» стимуляторов мозга.

Например: представьте себе замкнутую систему, в которой колпачок с электродами измеряет активность мозга с помощью ЭЭГ или других методов. Затем данные поступают в блок управления для определения состояния мозга. Когда контроллер обнаруживает низкое функциональное состояние, он сигнализирует tDCS или другому стимулятору о своевременном запуске, тем самым ускоряя обучение без явного участия пользователя.

Конечно, много вопросов остается перед таким стимулятор становится реальностью. Какое оптимальное количество и сила электрических импульсов лучше всего способствуют обучению? Где лучше всего разместить электроды? А как насчет непредвиденных последствий? Предыдущее исследование показало, что ускорение обучения может фактически снизить способность человека автоматизировать этот навык - быстро и без усилий - позже. Каких еще скрытых затрат на стимуляцию мозга мы упускаем?

Я не уверен, что мне когда-нибудь понравится идея отключить свой мозг. Но это новое исследование и многие другие, за которыми последуют, вселяют во меня больше уверенности: если я сделаю шаг в сторону улучшения электрической памяти, оно будет основано на данных, а не на анекдотах.

Шелли Фэн - это Постдокторант по неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Эта статья изначально была опубликована в The Conversation. Прочтите оригинальную статью.

комментариев

Добавить комментарий